第15章 涪陵的页岩

一

二〇一二年三月，重庆涪陵。

杨帆第一次踏上这片土地的时候，正赶上连绵不绝的春雨。

涪陵位于长江与乌江的交汇处，四面环山，云雾缭绕。这里的山不像北方的山那样巍峨险峻，而是一种温润的黛绿色，像一幅泼墨山水画。细雨中的涪陵城，街道狭窄而热闹，到处是火锅店和小面馆，空气中弥漫着花椒和辣椒混合的香气。长江水从城边流过，浑黄色的江水裹挟着上游的泥沙，浩浩荡荡地向东奔去。

但杨帆来涪陵，不是为了吃火锅，而是为了脚下的石头。

准确地说，是为了地下两千米深处的黑色页岩。

页岩气——这种蕴藏在致密页岩层中的天然气，正在深刻地改变全球的能源版图。美国凭借页岩气革命，从一个天然气进口国变成了出口国，实现了能源独立。二〇一一年，美国的页岩气产量已经超过六千亿立方英尺，占全美天然气总产量的百分之四十。而中国，作为全球最大的能源消费国之一，天然气对外依存度已经突破百分之三十，迫切地需要开发自己的页岩气资源。

地质学家们的目光，最终落在了四川盆地东南缘的涪陵地区。

这里的地下，有一套被称为"龙马溪组"的黑色页岩地层，形成于四亿多年前的志留纪。这套地层厚度达数百米，有机质含量高，具备良好的页岩气生成和保存条件。但在二〇一二年之前，这里从未进行过系统的页岩气勘探——因为没有人确信这里真的有商业可采的页岩气。

中国石化决定在这里打一场硬仗。

杨帆到达项目部的那天，项目负责人——一个四十多岁的精干女人，叫赵玉兰——给他安排了一间简陋的办公室。赵玉兰是石油系统少有的女性项目总监，短发，不化妆，说话干脆利落，做事雷厉风行。她之前在塔里木油田干了十五年的钻井工程，被男同事们称为"铁姐"。

办公室里只有一张桌子、一把椅子和一台电脑，墙上贴着一张涪陵地区的地质构造图。图上的线条密密麻麻，像一张蛛网。

"小杨，你先看看这些资料。"赵玉兰递给他一叠文件，"这是前期勘探的地质评价报告和初步的钻井设计方案。我们计划在焦石坝区块打第一口页岩气水平井。"

杨帆翻开资料，越看越兴奋。

数据显示，涪陵焦石坝区块的页岩气地质条件，比此前预估的要好得多。龙马溪组页岩的总有机碳含量平均达到百分之三以上，热成熟度在百分之二到百分之三之间，脆性矿物含量超过百分之六十——这些参数都表明，这里的页岩不仅含气量高，而且适合水力压裂开发。

"赵总，这组数据如果准确的话，涪陵可能是中国最好的页岩气区块之一。甚至可以和美国的Barnett页岩媲美。"

赵玉兰点了点头，但表情很严肃："数据是初步的，还需要验证。而且，就算地质条件好，能不能把气采出来，还得看工程技术。你知道，中国的页岩气和美国不一样——我们的埋深更大、地质构造更复杂、地表条件更恶劣。美国页岩气区大多在中部平原，地势平坦，水资源丰富。我们的涪陵是山区，地形崎岖，人口密集，水资源紧张。美国的技术不能照搬，必须走自己的路。"

"那核心技术怎么办？"

赵玉兰看着他，一字一顿地说："自己干。"

二

自己干——这三个字说起来豪迈，做起来却无比艰难。

页岩气开发的核心技术，主要包括三个方面：长水平段水平井钻探、大规模水力压裂、和微地震监测技术。这三项技术在美国已经非常成熟，但在中国，几乎是从零开始。

首先是水平井钻探。页岩气井的水平段长度直接决定了单井产量——水平段越长，与页岩层的接触面积越大，采出的气就越多。美国的页岩气水平井，水平段长度通常在两千米到三千米之间，而中国当时的水平井钻探能力，最长不过一千二百米。

"差了一倍多，"杨帆在技术讨论会上说，"而且涪陵的地质条件比美国复杂得多。这里的地层倾角大、断层多、岩石硬度变化不均匀。钻水平井就像在地下两千米的地方穿针引线——针眼只有两米宽，你得让钻头在页岩层里精准地穿行两千米，不能偏离目标层位。偏了，钻到上下围岩里去了，那口井就废了。"

"地质导向技术是关键，"赵玉兰补充道，"我们需要实时监测钻头的位置和方向，确保它始终在最好的储层中穿行。但这项技术——旋转地质导向系统——目前只有斯伦贝谢、哈里伯顿和贝克休斯三家公司掌握。全球只有不到两千套，供不应求。"

"他们不卖给我们？"一个年轻工程师问。

赵玉兰冷笑了一声："卖？他们出租，每天租金五十万人民币。而且只提供设备操作，不转让技术。你连设备内部长什么样都看不到。设备坏了，你不能自己修，只能等他们的人来修，一天五十万的租金照收不误。"

会议室里一片沉默。

杨帆打破了沉默："那就自己研发。我们在南海搞深海钻井的时候，防喷器也是人家不卖的，最后我们自己搞出来了。旋转地质导向也一样。"

"说得容易——"

"我知道不容易，"杨帆打断了他，"但我们有优势。涪陵的地质数据是我们自己的，钻井经验是我们自己的，压裂参数也是我们自己的。美国人的地质导向系统是为北美地层设计的，照搬到涪陵未必好用。我们完全可以开发一套适合四川盆地地质条件的自主系统。"

赵玉兰看着他，眼中闪过一丝赞赏。

"好，小杨。这个课题，你来牵头。人手你挑，经费我来申请。但我有一个要求——六个月之内，拿出可用的原型。"

三

杨帆带着一个五人小组，开始了旋转地质导向系统的自主研发。

这是一段几乎可以用"疯狂"来形容的日子。

他们白天在井场上跟踪钻井进度，收集各种实时数据——钻压、转速、扭矩、泥浆参数、地层岩性……晚上回到项目部，在简陋的办公室里对着电脑屏幕分析数据、编写算法、调试模型。办公室的灯常常亮到凌晨三四点，桌上的方便面桶和矿泉水瓶堆成了小山。

杨帆把在南海深海钻井中积累的经验，创造性地应用到了页岩气水平井钻探中。他开发了一套基于随钻测量数据的地层边界预测算法，能够根据钻头前方几十米范围内的伽马射线和电阻率变化，提前判断地层走向，指导钻头调整方向。

这套算法的核心思路，来源于他在深海钻井时处理复杂地层的一次经历。当时在南海，钻头穿越了一个多层交错的地层，传统的地层对比方法完全失效。杨帆灵机一动，用了一个基于贝叶斯推理的实时预测模型，成功地引导钻头穿过了目标层位。

现在，他把这个模型进行了升级改造，加入了机器学习模块，使其能够自适应地学习涪陵页岩地层的特点。

三个月后，第一套国产旋转地质导向系统的原型机在涪陵焦石坝区块进行了现场试验。

那天，杨帆和团队所有成员都守在井场的监控室里。小小的监控室挤满了人，空气中弥漫着紧张和期待。屏幕上显示着钻头在地下两千米深处的实时位置和轨迹——一条蓝色的曲线在红色的目标层位中蜿蜒前行。

"钻头进入目标层位，"操作员报告，"深度两千一百三十米，伽马值一百二十API，电阻率四十五欧姆米——典型的高含气页岩特征。"

"启动地质导向模式，"杨帆下令，"按照预测模型调整钻头方位角，保持在中部甜点层穿行。"

钻头在地下两千米处，像一条灵活的蛇，在厚度仅有两米的页岩甜点层中蜿蜒前行。每前进一米，杨帆的心就跟着揪紧一分。他紧盯着屏幕上的轨迹曲线，手指随时准备下达纠偏指令。

一千米……一千五百米……一千八百米……

"方位角偏差零点五度，在设计范围内。"

两千米……

"水平段长度突破两千米！"操作员兴奋地喊道。

监控室里爆发出热烈的掌声和欢呼声。有人吹口哨，有人拍桌子，有人激动地抱在了一起。

两千米——这是中国页岩气水平井水平段长度的新纪录。

但杨帆没有松懈。他知道，钻井只是第一步。更难的，是接下来的水力压裂。

四

水力压裂——这是页岩气开发的另一项核心技术，也是最难啃的骨头。

简单来说，就是用高压泵将大量的水和支撑剂注入页岩层，在高压下将岩石"压"出无数条微小的裂缝，让被封闭在页岩微孔隙中的天然气能够流出来。没有压裂，页岩气就被锁在致密的岩石里，像被关在无数微小的牢房中的囚犯，怎么也出不来。

这个过程听起来简单，但实际操作极其复杂。一口页岩气水平井的压裂作业，通常需要注入数万吨压裂液和数千吨支撑剂，分十几段甚至几十段进行。每一段的压裂参数——压力、排量、砂比、液体配方——都必须根据具体的地质条件精确设计。参数差一点，压出来的裂缝网络就完全不同，产量可能差出几倍。

美国的压裂技术和设备，是针对北美的页岩条件设计的。涪陵的页岩与美国的页岩有着显著的差异——埋深更大、地应力更高、岩石更硬、天然裂缝更发育。

照搬美国的压裂方案，就像拿别人的药方给自己看病——大概率不管用。

"他们不卖给我们技术，那我们就自己干！"赵玉兰在项目动员大会上说这话的时候，声音铿锵有力，像一块铁板砸在地上，"中国人什么时候靠别人成过事？大庆会战靠的是自己，两弹一星靠的是自己，神舟飞天靠的是自己。今天搞页岩气，还是靠自己！"

杨帆被任命为压裂技术攻关组组长。

他和团队从最基础的工作做起——分析涪陵页岩的岩石力学参数，建立地应力模型，优化压裂液配方。他们在实验室里做了上千次岩石力学试验，压碎了几百块页岩样品，终于建立了涪陵页岩的力学本构模型。

在压裂液配方方面，杨帆提出了一个大胆的想法：开发一套"减水压裂液"体系，在保证压裂效果的前提下，将用水量降低百分之三十。

这个想法在技术评审会上遭到了质疑。

"减水百分之三十？这意味着压裂液的携砂能力要大幅提高，但粘度又不能太高，否则泵压会超限。这在技术上几乎不可能。"一位头发花白的老专家说。

杨帆拿出了一份详细的实验报告："王老，这是我们做了六个月的实验数据。我们通过引入一种纳米级的增稠剂和优化的交联体系，实现了在较低粘度下的高效携砂。室内实验的携砂能力达到了传统配方的百分之九十五以上，但用水量减少了百分之三十。而且成本还降低了百分之二十。"

老专家仔细看了报告，沉吟了一会儿："室内实验和现场是两回事。现场试验做过没有？"

"还没有。所以我们需要焦页1HF井来做验证。"

"那就在现场验证了再说。小杨，我支持你，但你要给我数据说话。"

五

二〇一二年秋天，涪陵焦石坝区块的第一口页岩气水平井——焦页1HF井——进入了压裂作业阶段。

杨帆站在井场上，看着巨大的压裂车组一字排开。二十台压裂车，每一台都发出震耳欲聋的轰鸣声，像一群咆哮的钢铁巨兽。高压管线从车组延伸到井口，承受着足以将岩石撕裂的巨大压力——最高工作压力达到九千PSI，相当于六百多个大气压。

压裂作业持续了七天七夜，二十四小时不间断。

杨帆几乎全程守在现场。他穿着红色的工装，戴着安全帽和耳罩，在轰鸣的压裂车组之间来回巡视。他的眼睛紧盯着监控屏幕上的压力曲线和排量数据，随时根据实时变化调整压裂参数。到了第三天，他的嗓子已经喊哑了，只能用对讲机和手势与团队沟通。

第三天夜里，一个意外发生了。

在进行第六段压裂时，井下压力突然异常升高，超过了设计上限。压力曲线像一匹脱缰的野马，嗖嗖地往上蹿。

"停泵！停泵！"杨帆立刻下令。

所有压裂车同时停机，轰鸣声骤然消失，井场陷入了诡异的寂静。那种从极度喧嚣到极度安静的落差，让人有一种不真实的感觉。

杨帆迅速分析了压力数据。判断是地层中存在一条天然裂缝，压裂液沿着裂缝窜流，导致了近井地带的堵塞。

"这种情况，美国的经验是停泵等压力自然消散，然后重新压裂。但这至少要耽误两天时间，"杨帆对赵玉兰说，"我有一个更快的办法——反排。先小排量反排一段压裂液，疏通近井地带，然后用低粘度的前置液重新造缝，绕过堵塞区。"

赵玉兰想了想："风险呢？"

"有一定风险——反排量控制不好可能导致裂缝闭合。但我在模型上模拟过了，控制在百分之十五以内是安全的。"

赵玉兰看着他，做了一个决定："干。"

杨帆的方案执行得非常精准。反排、疏通、重压——整个过程只用了六个小时，比美国方案节省了四十多个小时。更重要的是，后续压裂段的施工参数完全达到了设计要求。

七天后，压裂作业全部完成。

然后是等待。

那段时间，杨帆每天都在井场上转悠，像一个焦急的父亲，等待着孩子出生的那一刻。他有时候会一个人坐在井口旁边，看着那根从地下延伸出来的钢管，想象着两千米深处的页岩裂缝中，天然气正在一点一点地汇聚、流动。

六

二〇一二年十一月二十八日，这个日子后来被载入了中国石油工业的史册。

焦页1HF井开始产气。

起初只是微小的气流，在测试管线上发出轻微的嘶嘶声。然后气流越来越大，声音越来越响，最后变成了一声雄浑的咆哮——天然气从地下两千多米的页岩层中涌出，沿着管线冲向测试分离器，在放喷口燃起了一团蓝紫色的火焰。

那团火焰在涪陵的山间跳动，映红了半边天空。

现场测试数据传来：日产天然气二十万方以上，且气流稳定，压力递减缓慢——这是一个具有商业开发价值的页岩气井！

赵玉兰拿着测试报告，手在发抖。她的眼眶红了，嘴唇哆嗦着，半天才挤出一句话："杨帆，我们成功了。"

杨帆站在放喷口旁边，看着那团蓝色的火焰。火焰的热浪扑面而来，温暖而有力。他想起了师傅刘德明的话："深海和页岩，都是硬骨头。但咱们石油人，就是啃硬骨头的命。"

他掏出手机，给师傅发了一条短信："师傅，涪陵出气了。"

几秒钟后，刘德明回复了两个字："好样的。"

然后又追加了一条："你比师傅强。"

杨帆笑了，眼眶却湿了。

七

焦页1HF井的成功，在整个中国石油界引起了巨大的震动。

这口井证实了涪陵地区龙马溪组页岩具有大规模商业开发的潜力，标志着中国成为继美国和加拿大之后，第三个实现页岩气商业化开发的国家。

消息传出后，国际能源界的态度发生了戏剧性的转变。此前，国际同行普遍认为中国的页岩气开发"至少在十年内不可能实现商业化"。现在，他们不得不重新审视这个判断。

《上游报》的标题是："China's Shale Gas Breakthrough: Sinopec Strikes Gold in Fuling."

《油气杂志》的评论更加直白："If Sinopec can crack the Fuling shale, China's energy landscape will be transformed forever."

国内的反响更加热烈。国家能源局专门派人到涪陵调研，并在随后将涪陵页岩气田列为国家级页岩气示范区。国务院领导在一次能源工作会议上专门提到了涪陵的突破，称之为"中国能源领域的一项战略性进展"。

但对于杨帆和他的团队来说，荣誉只是暂时的。更大的挑战还在后面。

焦页1HF井虽然成功了，但它只是一口参数井——证明了涪陵有气。要实现商业化开发，还需要打几十口、上百口生产井，建设完整的集输管网和处理设施，把气送到千家万户。

"我们证明了'有没有'的问题，"赵玉兰在总结会上说，"接下来要解决'好不好'和'贵不贵'的问题。单井产量能不能提高？开发成本能不能降下来？环保标准能不能达标？每一个问题都是硬骨头。"

杨帆主动请缨，负责下一批水平井的钻井优化工作。他的目标是将水平段长度从两千米提高到两千五百米，同时将钻井周期从四十五天缩短到三十五天。

"这意味着钻井效率要提高百分之二十以上，"赵玉兰看着他，"你有把握吗？"

"有。我分析了焦页1HF井的全部钻井数据，找到了三个主要的效率瓶颈——地层可钻性变化、井眼轨迹控制、和泥浆性能波动。针对这三个问题，我分别设计了解决方案。"

他打开电脑，展示了一套详细的技术优化方案。赵玉兰看了半个小时，频频点头。

"好。给你五口井的机会。如果达到目标，这套方案就全面推广。"

五口井。杨帆像对待自己的孩子一样对待每一口井。他几乎住在了井场上，每天只睡四五个小时，全程跟踪每一米的钻进。遇到复杂地层，他亲自上手操作地质导向系统，在地下两千米的页岩层中精准引导钻头。

两个月后，结果出来了：五口井的平均水平段长度达到两千四百八十米，平均钻井周期三十六天——全部达到或超过了目标。

更重要的是，这五口井的单井预估产量比焦页1HF井提高了百分之三十以上。

赵玉兰看到数据后，破天荒地笑了——"铁姐"的笑容，像冰雪消融，短暂但耀眼。

"杨帆，你行。"

八

远在千里之外的大庆，七十四岁的陈守正从电视上看到了涪陵页岩气的新闻。

他坐在客厅的旧沙发上，老花镜架在鼻梁上，电视机的音量开到了最大。

"……中国石化在重庆涪陵发现了我国首个大型页岩气田，预计探明储量超过两千亿立方米……"

陈守正摘下老花镜，擦了擦，又戴上，仿佛不敢相信自己的眼睛和耳朵。

他的老伴从厨房走出来："怎么了？又看什么新闻呢？"

"老太婆，你知道什么叫页岩气吗？"

"不知道。"

"就是从石头缝里抠出来的气。以前我们在大庆，从砂岩里抠油。现在这帮年轻人，从页岩里抠气。这页岩比砂岩还致密——你想想，从石头缝里把气掏出来，这得多大的本事？"

他顿了顿，又说了一句："地下的宝藏比我们当年想的还要多！"

那天晚上，陈守正给孙子陈昊打了一个电话。

"小昊，你看新闻了吗？涪陵出页岩气了！"

"看到了，爷爷。我们导师的课题组也参与了前期评价。"

"好啊，好啊。小昊，你学的这个方向好。非常规油气——爷爷不太懂这些新名词，但道理是一样的：从别人想不到的地方，把能源掏出来。"

"爷爷，我会努力的。"

"小昊，爷爷这辈子就做了一件事——从地底下把油掏出来。你们这代人，要把这石头变成更干净的东西。页岩气比石油干净，对不对？"

"对，爷爷。天然气的碳排放比石油低很多。"

"那就对了。你们要干的事，比爷爷那会儿更有意义。"

陈昊握着电话，感觉爷爷苍老的声音里有一种穿越时空的力量。

从大庆的砂岩到涪陵的页岩，从石油到页岩气，三代石油人面对的石头在变，但那种"从石头里掏出能源"的精神，一脉相承，从未改变。

那天晚上，陈昊在清华的宿舍里久久不能入睡。他的室友已经睡了，宿舍里只有电脑屏幕的微光和窗外透过来的路灯光。

他打开电脑，搜索了涪陵页岩气田的所有公开资料。地质报告、钻井数据、产量曲线、环境影响评估……他一页一页地看，越看越兴奋。他发现自己正在研究的课题——页岩微观孔隙结构表征——和涪陵页岩气田的开发有着直接的联系。

他的导师——清华大学化工系的张教授——是国内非常规油气领域的权威专家，也是涪陵页岩气田技术顾问组的成员。陈昊跟着导师做了几个月的页岩岩芯分析实验，用扫描电子显微镜和氮气吸附法测量了上百块页岩样品的孔隙结构。

那些实验枯燥而精细，需要极大的耐心。有时候一整天只能完成一块样品的测量。但陈昊从不抱怨。他知道，每一块小小的页岩样品里，都藏着四亿年前的秘密——那些微纳米级的孔隙，是远古时代的有机质在地壳深处经历了漫长的高温高压后留下的痕迹。每一个孔隙的大小、形状和连通性，都决定着页岩气的储存和流动能力。

"小昊，你最近做实验特别认真，"导师有一次在组会上说，"有什么动力？"

陈昊想了想，说："张老师，我爷爷是大庆的老石油工人。他一辈子从砂岩里采油。我现在研究页岩，感觉像是在和爷爷对话——用不同的石头，做同样的事。"

导师笑了："这就是传承。石油工业需要这种传承。技术可以变，设备可以换，但精神不能断。"

九

焦页1HF井的成功只是开始。

在接下来的几个月里，中国石化在涪陵焦石坝区块又连续打了十几口评价井，每一口都获得了工业气流。勘探数据不断刷新，储量评价不断上调。

到二〇一三年底，涪陵页岩气田的探明地质储量正式通过了国土资源部的评审——六千零五亿立方米。

这个数字让全世界为之侧目。

涪陵页岩气田成为中国首个、也是除北美以外全球最大的页岩气田。

杨帆在涪陵的两年，是他职业生涯中成长最快的两年。他不仅完成了旋转地质导向系统的自主研发，还在大规模水力压裂技术领域取得了多项创新。他主导开发的"涪陵型"压裂液配方，用水量比传统配方减少了百分之三十，成本降低了百分之二十，被推广应用到了后续的几十口井中。

他的名字开始出现在行业期刊和技术交流会上。有人称他为"涪陵页岩气技术新星"，他不好意思地摆摆手："哪有什么新星，都是站在前辈的肩膀上。"

但赵玉兰的评价更加中肯："杨帆最大的优点不是聪明，而是他有一种不怕死的精神。在南海差点丢了命，到了涪陵还是敢冲在最前面。这种精神，像他的父辈。"

杨帆听了，只是笑笑。他想起了师傅的话——"深海不讲情面。"

其实页岩也一样。

所有的石头都不讲情面。

但石油人讲。